冰冻会阻碍未来的节油飞机吗？NASA进行寒冷机翼试验
美国宇航局正在测试全新的飞机机翼设计，该设计可以大幅减少燃料使用，但也有一个问题：它们可能更容易受到冰层堆积的影响。在格伦研究中心，NASA 正在使用结冰研究隧道模拟危险天气，并研究如何保证这些光滑、省油的机翼在飞行过程中的安全。通过与波音公司合作开发 X-66 演示机，这项研究正在推动可持续航空的发展。
艺术家的概念图展示了跨音速桁架支撑机翼的概念。NASA 的先进航空运输技术项目正在探索这种设计，它涉及更长、更薄的机翼结构和支柱，以提高空气动力学效率并降低燃料消耗。图片来源：NASA
节油飞机设计的冰风险
未来几年，采用空气动力学支架支撑的细长机翼的飞机将帮助航空公司减少燃料消耗和排放。然而，这些高效的机翼设计也可能更容易在飞行过程中结冰。NASA 研究人员正在调查这是否是一个重大风险，以及如何管理它。
在位于克利夫兰的美国宇航局格伦研究中心，科学家和工程师们正在使用历史悠久的结冰研究隧道来测试跨音速桁架支撑机翼的原型。他们的目标是收集关键数据，以指导这些下一代飞机的设计。
美国宇航局克利夫兰格伦研究中心研究员托马斯·奥佐罗斯基 (Thomas Ozoroski) 于 2024 年 10 月进行结冰测量，这是跨音速桁架支撑机翼概念研究的一部分。美国宇航局格伦研究中心的研究人员于 2025 年 3 月进行了另一次测试活动。图片来源：NASA/Jordan Cochran
机翼设计中效率与安全性的平衡
跨音速桁架支撑机翼产生的阻力比传统机翼小，因此飞机可以消耗更少的燃料。但其代价是机翼表面结冰的可能性更高。为了确保安全和性能，NASA 正在对该设计进行一系列严格的结冰测试。到目前为止，他们的结果表明，机翼前缘（即穿过空气的最前端部分）的大部分需要安装防冰系统，类似于目前某些商用飞机上使用的系统。
美国宇航局格伦实验室可以在其结冰研究隧道中模拟结冰条件，以确定新飞机设计的潜在挑战。这些测试提供了有关机翼结冰情况的重要信息，并有助于确定最关键的安全结冰条件。所有商用飞机都必须获得联邦航空管理局的批准才能在各种天气条件下飞行。
由于跨音速桁架支撑机翼设计较薄，冰在寒冷条件下容易积聚，正如 2024 年 10 月的一次测试中所见。美国宇航局克利夫兰格伦研究中心的研究人员于 2025 年 3 月进行了另一次测试活动，收集了重要数据以确保安全。图片来源：NASA/Jordan Cochran
行业合作与实际应用
这项研究是 NASA 为完善跨音速桁架支撑技术而开展的工作之一，研究内容包括安全性以及未来飞机如何融入美国航空基础设施等问题。波音公司还与 NASA 合作建造、测试和试飞 X-66，这是一款全尺寸的跨音速桁架支撑机翼演示飞机。由于实验飞机不会在结冰条件下飞行，因此结冰研究隧道中的测试将解答有关结冰问题。
这项工作推进了 NASA 在开发经济、操作和环境可持续的超高效客机技术方面的作用。大约二十年来，NASA 一直投资研究，旨在推动跨音速桁架支撑机翼技术的发展，使私营航空公司能够将其集成到商用飞机配置中。NASA 通过包括其先进航空运输技术项目在内的计划投资这项研究，该项目研究跨音速桁架支撑机翼概念的具体性能方面，例如结冰。先进航空运输技术项目是 NASA 先进飞行器计划的一部分。
编译自/ScitechDaily
